5.2
ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ЭНЕРГИЕЙ И МАССОЙ
Взаимосвязь между массой и энергией. В классической механике имеются два вида материи: вещество и физическое поле. Главное свойство вещества – его масса, а главное свойство физического поля – наличие у него энергии.
Согласно теории относительности между массой и энергией существует
взаимосвязь, то есть если вещество обладает массой, то оно обладает и энергией.
В 1905 году А.Эйнштейн сформулировал
закон взаимосвязи массы и энергии::
● Любое тело обладает энергией покоя, эта энергия равна произведению массы
тела на квадрат скорости света в вакууме:
E0 = mc2. (5.1)
● Энергия покоя (E0) - это энергия тела, находящегося в состоянии покоя относительно выбранной системы отсчета. Из выражения (5.1) видно, что макроскопическая масса является важной характеристикой энергии. Например, на основании соотношения (5.1) с легкостью можно вычислить, что тело массой 1 гр эквивалентно энергии покоя 9 ⋅ 1013Дж:E0 = 10 -3кг ⋅ (3 ⋅ 108)2м2/с2 = 9 ⋅ 1013Дж.
Такая энергия возникает в процессе взрыва атомной бомбы (см.: физика-9, стр.191) и этой энергии достаточно, чтобы превратить 30 000 тонн воды в пар.
Электромагнитное излучение системы, например, световое излучение, это процесс превращения внутренней энергии системы в энергию излучения. В этом процессе масса системы также уменьшается эквивалентно уменьшению внутренней энергии:
Изменение массы эквивалентно изменению энергии:
Δm = ΔE
c2 . (5.2)